Soru

Zorluk: OrtaLimitlerde Belirsizlik Durumları (0/0 Belirsizliği)
lim⁡x→4xx−8x−2x\lim_{x \to 4} \frac{x\sqrt{x} - 8}{x - 2\sqrt{x}}

limitinin değeri kaçtır?

Cevap: 6

Cevap

Limit değeri 6 olarak bulunur.
Limit noktasında ortaya çıkan 0/00/0 belirsizliği, pay kısmındaki xx−8x\sqrt{x}-8 ifadesi (x)3−23(\sqrt{x})^3-2^3 şeklinde iki küp farkı olarak açılıp, paydadaki ifade de x\sqrt{x} parantezine alınarak sadeleştirildiğinde giderilmektedir. Kalan ifadenin limit değeri yerine koyma yöntemiyle 6 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Limit noktasını (x=4x = 4) ifadede yerine koyarak belirsizlik durumunu incelemek.
44−84−24=8−84−4=00\frac{4\sqrt{4} - 8}{4 - 2\sqrt{4}} = \frac{8 - 8}{4 - 4} = \frac{0}{0} belirsizliği elde edilir.
Limiti hesaplayabilmek için öncelikle belirsizliğin türünü belirlememiz gerekir.
2
Pay kısmındaki xx−8x\sqrt{x} - 8 ifadesini iki küp farkı özdeşliği (a3−b3=(a−b)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a-b)(a^2+ab+b^2)) yardımıyla çarpanlarına ayırmak; payda kısmındaki x−2xx - 2\sqrt{x} ifadesini ise ortak çarpan parantezine almak.
Pay: xx−8=(x)3−23=(x−2)(x+2x+4)x\sqrt{x} - 8 = (\sqrt{x})^3 - 2^3 = (\sqrt{x} - 2)(x + 2\sqrt{x} + 4) ve Payda: x−2x=x(x−2)x - 2\sqrt{x} = \sqrt{x}(\sqrt{x} - 2) şeklinde çarpanlarına ayrılır.
Pay ve paydadaki belirsizliğe yol açan ortak (x−2)(\sqrt{x} - 2) çarpanını ortaya çıkarmak.
3
Belirsizliğe neden olan sıfır çarpanlarını sadeleştirmek ve ardından limiti doğrudan hesaplamak.
lim⁡x→4(x−2)(x+2x+4)x(x−2)=lim⁡x→4x+2x+4x=4+24+44=4+4+42=6\lim_{x \to 4} \frac{(\sqrt{x} - 2)(x + 2\sqrt{x} + 4)}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 2)} = \lim_{x \to 4} \frac{x + 2\sqrt{x} + 4}{\sqrt{x}} = \frac{4 + 2\sqrt{4} + 4}{\sqrt{4}} = \frac{4 + 4 + 4}{2} = 6 elde edilir.
x→4x \to 4 iken x≠4x \neq 4 olduğundan x−2≠0\sqrt{x} - 2 \neq 0 olur ve sadeleştirme yapılabilir. Belirsizlik giderildikten sonra limit değeri doğrudan yerine koyma yöntemiyle bulunur.

Anahtar Kavram

Limitlerde 0/00/0 belirsizliği durumunda, pay ve paydadaki ifadeler çarpanlarına ayrılarak belirsizliğe neden olan ortak çarpanlar sadeleştirilir.

Alternatif Yöntem

Değişken değiştirme yöntemiyle de çözüm yapılabilir: x=t\sqrt{x} = t dönüşümü yapılırsa x=t2x = t^2 olur. x→4x \to 4 iken t→2t \to 2 olur. Limit ifadesi lim⁡t→2t3−8t2−2t\lim_{t \to 2} \frac{t^3 - 8}{t^2 - 2t} haline gelir. Bu ifade lim⁡t→2(t−2)(t2+2t+4)t(t−2)=lim⁡t→2t2+2t+4t=122=6\lim_{t \to 2} \frac{(t-2)(t^2+2t+4)}{t(t-2)} = \lim_{t \to 2} \frac{t^2+2t+4}{t} = \frac{12}{2} = 6 şeklinde çözülebilir.
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla